Zweifellos hat die LED-Beleuchtung einen Wendepunkt in der Entwicklung von Anbautechniken für Innenräume dargestellt, aber eine kürzlich am John Innes Centre in Norwich (UK) durchgeführte Studie zeigt, dass es möglich ist, die Wachstumszeit einiger Getreidearten um die Hälfte zu verkürzen.
Die Bedeutung schnellwachsender Kulturpflanzen
Aus mehreren Studien geht hervor, dass angesichts des Anstiegs der Weltbevölkerung, der veränderten Verbrauchsgewohnheiten usw. die pflanzliche Erzeugung weltweit verdoppelt werden muss, um den Bedarf im Jahr 2050 zu decken.
Andererseits zeigen die derzeitigen Ertragstrends, dass die Produktion nicht ausreicht, um den künftigen Bedarf zu decken. In Anbetracht dieser Situation besteht die beste Option darin, neue Techniken zu entwickeln, um die Erträge zu steigern, ohne die Anbaufläche zu vergrößern.
LED-Beleuchtung für den schnellen Getreideanbau
Um den Einfluss der Beleuchtung auf die Wachstumsgeschwindigkeit dieser Pflanzen zu testen, wurden mehrere Studien in gleichzeitig arbeitenden Gewächshäusern durchgeführt.
Die Anbauumgebung basiert auf einer Art Gewächshaus, das eine vollständig kontrollierte Umgebung bildet, die auf folgende Parameter eingestellt ist:
- Geregelte Temperatur (22ºC während der Lichtstunden und 17ºC während der Dunkelheit).
- LED-Beleuchtung zur Optimierung des Photosyntheseprozesses.
- 22 Stunden Licht pro Tag.
- Simulation von Sonnenaufgang/Sonnenuntergang mit einer Dauer von 1:30 Stunden.
- Relative Luftfeuchtigkeit von 70%.
Die Ergebnisse könnten nicht vielversprechender sein. Auf einem konventionellen Feld ist es üblich, je nach Getreidesorte zwei bis drei Ernten pro Jahr zu erzielen. Im Gewächshaus mit beschleunigtem Wachstum wurden einige Sorten bis zu sechsmal in einem Jahr geerntet.
Andererseits gab es einen Raum mit Kontrollkulturen, in dem keine Maßnahmen angewandt wurden, sowie andere mit verschiedenen Konfigurationen wie Natriumdampf-Hochdrucklampen. Letztere erwiesen sich aufgrund der geringen Lichtqualität und der hohen Wärmeentwicklung als völlig unwirksam.
Gibt es einen Nachteil dieser Technik?
Die erste Frage, die sich stellt, ist, ob die Verdoppelung der Wachstumsrate dieser Pflanzen negative Folgen haben könnte. Die größte Befürchtung war, schwache Pflanzen zu erhalten, die kaum Samen produzieren würden. Die Realität sieht ganz anders aus: Die Pflanzen, die sich unter diesen Bedingungen entwickeln, wachsen kräftiger und sehen sogar gesünder aus als die, die unter herkömmlichen Bedingungen angebaut werden.
Was sind die Vorteile des beschleunigten Anbaus mit LEDs?
Die wichtigste Anwendung ist zweifelsohne die Möglichkeit, den Ertrag von Feldern zu steigern, die der Ernährung von Mensch und Tier dienen.
Aus technischer Sicht ermöglichen solche Fortschritte die Entwicklung und Erforschung neuer Sorten über mehrere Pflanzengenerationen in kürzerer Zeit. Auf diese Weise können schneller Fortschritte bei der Entwicklung von Sorten erzielt werden, die gegen bestimmte Krankheiten oder Umweltbedingungen resistent sind.
Kann ich diese Techniken im Innenanbau anwenden?
Die Anwendung dieser Techniken im Innenanbau ist uneingeschränkt möglich. Zwar sind die Geräte, die in der oben beschriebenen beschleunigten Wachstumsumgebung verwendet werden, recht teuer, doch wurde in der Studie selbst eine „kostengünstige“ Umgebung entworfen, die gute Erträge bietet.
Alles, was wir brauchen, ist ein geschlossener, klimatisierter Raum, ein Luftbefeuchter und die benötigten LED-Leuchten für den Innenanbau. Höchstwahrscheinlich werden wir den Ertrag unserer Pflanzen nicht verdoppeln, aber sie werden sicherlich ein höheres Wachstum aufweisen.
Jetzt müssen wir uns nur noch daran erfreuen, dass unsere Pflanzen stärker und gesünder als je zuvor wachsen.
Quellenangaben:
Sie können die wissenschaftliche Arbeit unter https://rdcu.be/FxMi
einsehen *Ray DK, Mueller ND, West PC, Foley JA (2013) Yield Trends Are Insufficient to Double Global Crop Production by 2050. PLoS ONE 8(6): e66428. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0066428